CST支持对哪些模型进行特征模仿真?分别有哪些用于特征模分析的求解器?
1. CST 支持进行特征模分析(CMA)的模型类型
CST 的特征模分析本质是基于 积分方程法(MoM) 求解金属结构的电流本征模式,因此它支持的模型有一定限制:
模型类型 | 支持情况 | 说明 |
---|---|---|
理想导体 PEC(金属表面模型) | ✅ 完全支持 | 最常见的 CMA 对象,适用于贴片、偶极子、八木天线、机身等。 |
薄金属片(有限厚度金属) | ✅ 支持 | 可建成实心金属体,CST 会自动近似为表面电流计算。 |
有限厚度金属壳体 / 机壳 | ✅ 支持 | 常用于整机 CNE / EMC 研究中的机壳模态分析。 |
介质加载的金属结构 | ⚠️ 条件支持 | 需要 Multilayer Solver,且介质需为均匀层或简单层叠结构(复杂介质/曲面介质不支持直接 CMA)。 |
全介质天线(无金属) | ❌ 不直接支持 | CMA 理论源于 PEC,本身不适用于全介质模型,需要其他扩展方法(CST 不内置)。 |
周期性结构 | ⚠️ 限制支持 | 仅能分析有限周期阵列(非 Floquet 周期边界),且需用自由空间边界条件。 |
含损耗金属或复杂涂层 | ⚠️ 结果需谨慎 | 求解器会假设无损 PEC,损耗金属/涂层只能通过近似建模,结果是近似的模式分布。 |
2. CST 中用于特征模分析的求解器
CST 目前(2023~2025 版本)支持 CMA 的主要是 基于 MoM 的积分方程求解器系列,包括:
求解器名称 | 适用模型 | 特点与限制 |
---|---|---|
Integral Equation Solver(IE Solver) | 任意 PEC 或薄金属结构 | 经典 CMA 求解器,计算特征值、模态电流、MS、CA、远场等全部指标;可处理单层或有限介质加载结构。 |
Multilayer Solver(ML Solver) | 多层介质上的金属结构(如 PCB、贴片、地板) | 专门针对多层平板结构优化的 MoM 求解器,支持 CMA,可处理金属与介质叠层,但介质必须是平行层状。 |
Planar EM Solver(PEM Solver) | 纯平面金属电路/天线 | 相当于快速版 ML Solver,在平面结构上可更高效做 CMA。 |
Array Task with CMA(阵列任务模式) | 有限单元阵列 | 在阵列环境中计算单个单元的 CMA,支持比较模式与阵列因子。 |
⚠️ 注意:
时域求解器(Time Domain Solver)、频域有限元求解器(FEM Frequency Domain Solver) 不支持直接做 CMA。
如果你的模型必须用 FEM(例如全介质天线、波导腔等),就不能直接用 CST 内置 CMA,只能借助其他软件(如 FEKO 的 CMA、HFSS 的 CMA 模块)或自己做模态分解。
3. 选求解器的实用建议
金属天线、机身结构 → 直接用 IE Solver 做 CMA,结果精确且通用。
带 PCB 介质板的微带/贴片天线 → 用 Multilayer Solver 做 CMA,速度比 IE Solver 快,且能直接处理多层板介质。
二维平面阵列 / 印刷电路天线 → 如果介质很简单,可用 Planar EM Solver,效率最高。
复杂阵列结构 → 可以用 Array Task + CMA 先分析单元模态,再结合阵列因子分析整体辐射。